Автоматические тонометры для измерения давления

Хорошее здоровье — важный критерий, характеризующий полноценную и долгую жизнь человека. С возрастом оно имеет тенденцию к ухудшению. Если развитие патологических процессов заметить вовремя, то лечение будет более успешным.

Поэтому создаются множество медицинских приборов, позволяющих следить за различными показателями работы организма, в том числе и в домашних условиях. Одним из таких устройств является тонометр.

Прибор в просторечии называют измерителем давления. Он имеет и другой медицинский термин — сфигмоманометр. С его помощью диагностируют два важных показателя — систолическое и диастолическое артериальное давление (АД). Если у человека давление часто повышается, то говорят о гипертонии, которая является причиной развития тяжелых патологических состояний: инфаркта и инсульта, характеризующихся высоким процентом скоропостижной смерти.

Тонометр состоит из манжеты, которую надевают на руку, манометра, показывающего результат измерений и нагнетателя воздуха в манжету, имеющего клапан.

Назначение тонометра

Тонометр выявляет отклонение артериального давления от нормы, которая составляет 120 мм. рт. ст. (систолическое) и 80 мм. рт. ст. (диастолическое). Норма АД индивидуальна для разных людей и может колебаться в пределах 10 мм. рт. ст. выше и ниже от указанных значений.

Измеритель давления обязательно должен быть в домашней аптечке у людей, страдающих гипертонией. Чтобы избежать гипертонического криза таким пациентам следует проводить мониторирование АД, по результатам которого врач подбирает соответствующую терапию.

Необходимость в тонометре не обязательно должна быть обусловлена гипертонией. После 50 лет давление может повышаться в результате ухудшения общего состояния здоровья. Тонометр необходим спортсменам для того, чтобы контролировать допустимые физические нагрузки.

Прибор для измерения давления следует приобрести людям, которые часто подвергаются стрессовым ситуациям, постоянному психоэмоциональному напряжению, например, при ответственной работе, а так же тем, кто злоупотребляет алкоголем и много курит.

Следить за показателями АД необходимо лицам, которые имеют диагноз сахарный диабет и гипотонию (пониженное давление). Периодически измерять АД рекомендуется во время беременности.

Если человек часто ощущает головокружение, тошноту, головные боли и боль в проекции сердца, то это может быть причиной отклонений показателей АД от нормы, а соответственно, грозить развитием серьезных патологий. Тонометр, используемый вовремя, поможет обратить внимание на нарушения в работе организма, а вызванная неотложная помощь спасет кому-то жизнь.

Принцип действия тонометра

Артериальное давление измеряется двумя способами, в зависимости от модели прибора: методом Короткова и осциллометрическим методом. При первом способе пульс прослушивается посредством фонендоскопа (механические устройства), во втором — результат сразу выводится на экран (автоматические приборы). Однако и в том, и в другом случае принцип работы тонометра одинаков.

На руку в область плеча или запястья надевается манжета — специальный рукав, имеющий внутри пневмокамеру. В манжету при помощи ручного или автоматического нагнетателя подается воздух, который увеличивает ее в размере. Это приводит к сдавливанию артерии, в результате чего перекрывается поток крови. Если для измерения используется фонендоскоп, то в этот момент наступает тишина, так как кровь не идет по венам.

Нагнетатель воздуха имеет клапан, который постепенно спускает давление. В тот момент, когда кровь вновь начинает циркулировать, человек слышит через фонендоскоп пульс (стуки) — это показатель верхнего АД, который можно увидеть на манометре. Постепенно кровоток усиливается (звуки слышны), и в тот момент, когда он восстанавливается полностью, слышимый стук прекращается — это показатель нижнего АД. В автоматических приборах не требуется участия человека для прослушивания пульса, так как результат определяется электроникой.

Прибор для измерения давления человека: тонометр запястный, на плечо и другие особенности измерителей АД

При измерении давления важно изучить правила работы прибора и учитывать некоторые особенности процедуры. От того, насколько правильно эксплуатируется тонометр, зависит точность показателей. Какими бывают приборы для измерения давления человека, и на что следует обратить внимание при покупке, остановимся подробнее.

Классификация по способу измерения:

• На палец . Этот прибор отличается наименьшей точностью, однако способен верно определять АД. Он компактен и прост в использовании. Чаще всего применяется для мониторирования давления у спортсменов, то есть тогда, когда нужно часто и быстро измерять такие показатели.
• На запястье . Тонометр запястный тоже удобен в использовании, так как не нужно совершать лишних манипуляций с одеждой. Он подходит для людей, ведущих активный образ жизни. Прибор имеет небольшие размеры, что позволяет брать его в поездки, на дачу, прогулки и т.д. Кроме измерения АД, он выводит на дисплей показатель пульса, поэтому его иногда называют пульсометром.
• На плечо . Прибор для измерения давления человека с манжетой, надеваемой на плечо, наиболее распространен. Он появился первым и до сих пор пользуется популярностью. В отличии от предыдущих тонометров может быть как автоматическим, так и механическим. Второй характеризуется высокой точностью и используется в медицинских учреждениях. Этот вид тонометров рекомендуется приобретать для контроля за давлением при гипертонической болезни.

Выбирая запястный тонометр или прибор на плечо, следует руководствоваться такими параметрами как возраст, частота использования, удобство эксплуатации. Например, если давление предполагается измерять у пожилых людей, то следует выбрать тот, у которого манжета надевается на руку в область плеча.

Это связанно с тем, что сосуды становятся менее эластичными, особенно в области запястья, а следовательно нужен тонометр, который отличается более точными показателями, например механическая модель.

Автоматические тонометры

Автоматические приборы для измерения давления человека очень удобны и не требуют особых умений и навыков, важно лишь правильно расположить манжету. Они выполняют все этапы измерений без участия человека. Такие тонометры отлично подходят для пожилых людей, имеющих ослабленные конечности.

Нужно лишь надеть манжету и нажать кнопку старт. С помощью компрессора прибор накачивает воздух в манжету до необходимого уровня. Результаты систолического, диастолического давления и частоты пульса появляются на электронном табло.

Существуют модели с разными функциями: встроенной памятью, часами, голосовыми сообщениями и прочим. Чем больше функций, тем выше цена прибора. Такой вопрос, когда вы выбираете тонометр при аритмии — какой лучше , следует отнести к этому виду приборов, так как кроме показателей АД на мониторе отображается частота пульса.

Тонометры работают от батареек и аккумуляторов. Некоторые модели комплектуются сетевыми адаптерами, которые позволяют использовать прибор при подключении к электричеству. Автоматические тонометры могут быть запястными, с манжетой на плечо или крепиться на палец.

Преимущества:

• просты и доступны в использовании;
• все результаты четко отображаются на цифровом дисплее;
• имеют ряд дополнительных функций, например, голосовое озвучивание результатов является необходимой функцией для людей с очень плохим зрением;
• некоторые модели высчитывают средние показатели последних трех измерений;
• нет необходимости вручную накачивать манжету;
• на точность измерения не влияет человеческий фактор;
• ряд приборов имеет встроенную систему искусственного интеллекта, которая позволяет накачивать воздух в манжету, подстраиваясь под индивидуальные особенности человека.

Недостатки:

• имеют погрешности в определении АД, необходимо проводить измерения два или три раза;
• высокая стоимость приборов, особенно тех, которые имеют максимальный функционал;
• некоторые модели отличаются большими габаритами и их неудобно брать с собой, например, на дачу;
• тонометры могут быть англоязычными и не иметь русского перевода (кроме моделей AND);
• требуют частой замены комплектующих: батареек, аккумуляторов.

Полуавтоматические тонометры

В отличие от автоматической модели, наполнять манжету воздухом нужно при помощи резиновой груши. Пульсация крови в артерии определяется автоматически, и результаты выводятся на жидкокристаллический дисплей так же, как и в автоматических тонометрах.

Полуавтоматические приборы просты в использовании и являются более дешевыми. Они позволяют контролировать верхнее и нижнее давление, а также частоту пульса.

Преимущества:

• отличный функционал по недорогой цене;
• не нужно самостоятельно вычислять показатели давления;
• все результаты отображаются в электронном виде;
• не требует частой замены батареек, так как нет компрессора, нагнетающего воздух в манжету.

Недостатки:

• имеет небольшие погрешности в вычислениях АД;
• требует участия человека в накачивании манжеты;
• стоит дороже, чем механические модели.

Механические тонометры

Такие приборы для измерения давления человека отличаются высокой точностью, поэтому именно они используются медицинскими работниками.

Механические тонометры требуют определенных навыков, хорошего слуха и зрения, так как давление определяется человеком путем прослушивания через фонендоскоп, а результаты вычисляются по стрелке, указывающей цифры на манометре.

Такие модели можно использовать в быту. На манжете располагается металлическое кольцо, которое помогает человеку самостоятельно надеть ее на руку. Манжеты имеют разные размеры, подходящие для детей или взрослых.

Нагнетатель воздуха выполнен в виде резиновой груши, которая имеет выпускающий клапан. Пульсация прослушивается с помощью фонендоскопа. В бытовых моделях он обычно встроен в манжету. Медицинский персонал прослушивает пульс с помощью стетоскопа.

Преимущества:

• самый точный прибор, однако, этот показатель зависит от человеческого фактора;
• доступность для всех слоев населения (низкая цена);
• долгий срок службы.

Недостатки:

• требует профессиональных навыков;
• не удобно самостоятельно измерять давление;
• необходимо иметь хорошее зрение и слух.

Манжета для тонометра и ее размер

Манжета выполнена из тканевой оболочки, встроенной резиновой камеры и фиксаторов липучек. Она может надеваться на плечо или запястье.

Манжета имеет разные размеры, которые характеризуют длину окружности (охвата). Для более точного измерения АД необходимо выбирать такой размер, при котором длина пневмокамеры будет максимально приближена к обхвату руки человека.

Размер определяется двумя цифрами, например, 25-40 см. Манжету нужно приобретать такую, которая соответствует указанному диапазону и окружности руки. Обхват плеча следует вычислять приблизительно посредине: между уровнем ключицы и локтевой ямкой.

Для удобства выделяют три универсальных размера S (small) — детские, M (medium) — средние, L (large) — большие.

Запястный тонометр тоже имеет манжету. Как правило, ее размер небольшой, поэтому прибор может не подойти для полного человека. Размеры классифицируются также, как и у манжеты для плеча.

Измеритель артериального давления: правила эксплуатации

Независимо от того, каким прибором измеряется давление, автоматическим или механическим, тонометром на запястье или плечо, необходимо подготовиться к процедуре, принять удобное положение и правильно расположить манжету.

Если проводится мониторирование АД, то нужно подготовиться заблаговременно. За час до измерения давления не следует употреблять крепкий чай или кофе, заниматься спортом или другой активной физической нагрузкой. Если человек перед измерением АД был под палящими лучами солнца, принимал горячий душ или ванну, то это способно изменить показатели, поэтому следует учитывать такие обстоятельства.

За несколько минут до измерения давления следует посидеть спокойно, если есть нервное напряжение, постараться расслабиться. Воздух в помещении не должен быть слишком холодным, иначе показания давления могут быть искажены из-за спазмов сосудов.

Часто возникают вопросы относительно того, как лучше использовать измеритель артериального давления, лежа или сидя. Медицинские работники рекомендуют измерять давление, в положении сидя, так показатели вычисляются наиболее точно. Но в некоторых случаях, например, когда больной не может сидеть, допустимо проводить измерения в положении лежа.

Пациенту нужно удобно сесть на стуле, облокотившись о спинку. Левую руку необходимо положить на поверхность так, чтобы плечо было на уровне сердца. Измерять давление следует два, три раза с интервалом пять минут.

Подробная инструкция по измерению:

• примите удобное положение;
• наденьте на плечо манжету, если прибор механический, то фонендоскоп должен располагаться на внутренней стороне плеча в месте, где проходит артерия;
• закрепите манжету с помощью липучек;
• с помощью резиновой груши, заполните манжету воздухом до показателей, которые могут быть превышены (клапан должен быть плотно закручен);
• медленно откручивайте клапан до того момента, пока стрелка не начнет двигаться в обратном направлении;
• прослушивайте пульс через фонендоскоп и отмечайте показатели верхнего и нижнего АД (для механических моделей).

Автоматические модели используются проще, достаточно лишь надеть манжету, включить прибор и оценить показатели, которые появились на дисплее. Для полуавтомата следует заполнить манжету воздухом, показатели так же оцениваются автоматически. Напульсный тонометр является автоматической моделью, поэтому не требует особых навыков.

Ручной тонометр: критерии выбора и рейтинг лучших приборов

Выбор тонометра — ответственный шаг. Этот прибор желательно приобретать для индивидуального использования, особенно это касается автоматических моделей с встроенной памятью. При выборе должна учитывается не только цена и удобство ручного тонометра, но и другие показатели.

Что важно учитывать при выборе тонометра:

• Размер манжеты . Как говорилось ранее, правильно подобранная манжета обеспечит высокую точность измерения. Для детей нужно покупать самые маленькие, для взрослых следует ориентироваться на окружность плеча.
• Механические или автоматические модели . Этот параметр выбора очень важен. Например, не каждый сможет пользоваться механическим тонометром. Если приобретается автоматическая модель, то следует обращать внимание на дополнительные функции, например, для слабовидящих — звуковое сопровождение или крупные цифры на дисплее, а для гипертоников — встроенная память.
• Замена комплектующих . Автоматические модели работают от батареек или аккумуляторов. Следует обратить внимание на качество первых и емкость вторых. От этого будет зависеть то, как часто нужно будет покупать новые батарейки или заряжать аккумуляторы. Если прибор используется ежедневно, то лучше приобрести модель, которая может работать от сети.

Механический прибор, несомненно, является наиболее точным. Однако, он не подойдет пожилым людям, так как для его эксплуатации требуется хорошие зрение и слух. Кроме того измерять давление наручным тонометром самостоятельно неудобно.

И все же этот измеритель давления приобретают для использования в быту. Если в семье есть человек, который сможет измерять АД больному, то механический ручной тонометр станет отличным помощником, показывающим максимально верные результаты измерения АД.

Выбрать наручный тонометр без автоматики не представляет труда. В отличие от автоматических моделей он имеет простую конструкцию и не отличается разными функциями.

Самые лучшие механические тонометры можно приобрести у российских производителей. Стоимость таких приборов колеблется в пределах от 500 до 2000 рублей.

При покупке автоматического ручного тонометра следует обратить внимание на габариты, удобство дисплея и функционал. Множество функций не всегда характеризует хороший выбор. Некоторые из них не нужны, а цена от их наличия становится выше. Например, если давление измеряется изредка, то встроенные часы с будильником будут лишними.

Отличным выбором станут полуавтоматические ручные тонометры. Они подойдут любому человеку, их удобно использовать самостоятельно, а цена на такие модели ниже, чем на полностью автоматизированные модели.

• Японские полуавтоматические тонометры АND считаются лучшими в соотношении цены и качества. Эта компания выпускает качественную технику уже на протяжении сорока лет, и ее приборы зарекомендовали себя во всем мире.
• Швейцарская компания Microlife (Микролайф) производит автоматические ручные тонометры отличного качества. Приборы этой марки не раз признавались лучшими.
• Модели марки Omron (Омрон) выпускаются в Японии и Германии. Они пользуются большим спросом и доступны по цене.

Наручные тонометры можно приобрести в аптеке или заказать на специализированных сайтах в сети интернет. Стоимость приборов колеблется от 1500 до 4000 рублей, в зависимости от функционала тонометра и производителя.

Измеритель давления на запястье: критерии выбора

Автоматический тонометр на запястье незаменим для людей, ведущих активный образ жизни.

Он подходит тем, кто нуждается в ежедневном мониторировании АД или контроле давления при занятии спортом. Поэтому его часто можно увидеть у спортсменов.

Для выбора измерителя давления на запястье так же нужно учитывать возраст. Людям, возраст которых выше пятидесяти лет, стоит приобрести модель с манжетой на плечо.

А вот молодежи и лицам среднего возраста такой прибор подходит идеально.

Если человек страдает сердечно-сосудистыми заболеваниями, то автоматический тонометр на запястье поможет контролировать ритм биения сердца. Поэтому его часто покупают те, кто страдает аритмией.

Цена измерителя давления на запястье также зависит от наличия разных функций. Некоторые модели для зарядки аккумуляторов могут подключаться к компьютеру или электросети.

Некоторые пульсометры по цене превышают 10000 рублей, например, немецкая модель Beurer РМ 200. Прибор отличается тем, что передает информацию о движущемся человеке на смартфон бесконтактным способом, позволяя сохранять не только личные показатели, но и информацию о маршруте.

Тонометр - медицинский прибор, измеряющий артериальное (кровяное) давление. Данное устройство в наше время есть практически в каждой второй семье. Его приобретение доступно во всех отношениях. Нужная, удобная и полезная вещь, особенно в свете того, что растёт хилое поколение.

Особенно приятен в общении вот такой «представитель медицины». Надел рукавчик, нажал кнопочку и он, жужжа - мурлыча тебя уже «лечит». Минута и на табло полная информация о артериальном давления, да ещё в придачу и частоте пульса. Такой вещью, да ещё новенькой, приятно пользоваться абсолютно всем членам семьи, поэтому приданого комплекта батареек хватает максимум на неделю.

Чтобы прибор отработал ещё неделю или возможно даже целых две нужно купить новый комплект качественных батареек. Впрочем, возможен альтернативный вариант - за половину его стоимости купить линейный стабилизатор напряжения и пару конденсаторов. И больше уже никогда не вспоминать про батарейки, ибо в этом случае появляется реальная возможность подобрать для питания тонометра подходящую зарядку, коих в каждом доме предостаточно. Может подойти даже от сотового телефона.

Схема БП

Схема подключения типовая. Стабилизатор с выходным напряжением на 6 вольт и током не менее 0,5 А. Конденсаторы от 0,1 до 10 мкФ. Для проверки собрал схему при помощи соединительных проводов, причём стабилизатор решил попробовать на 5 В. Смотрите, лучше раз увидеть.

Видео 1

Итак, для производства процесса измерения прибору вполне хватило 5 вольт при максимальном токе потребления 260 мА. Общеизвестно, что рабочее напряжение двигателя не должно быть выше 110% и ниже 90% от номинального. То есть в данном случае допускается 5,5 вольта. Стоит вспомнить, что разброс выходного напряжения у линейных стабилизаторов имеется, в том числе и в большую сторону, так, что вполне возможно найти «стаб» на 5,5 В. Работать движок будет от силы 20 секунд так, что перегреться думаю не успеет. Кстати уместно будет вспомнить, сколько времени ему приходиться жужжать, когда его рачительные владельцы усердно «дорабатывают» уже изрядно подсевший комплект батареек. Определились? Теперь по существу задуманного:

В первую очередь отсоединяется трубка подачи воздуха, открывается крышка батарейного отсека и из цилиндрических углублений выкручиваются два самореза и разъединяются половины корпуса. Вот и внутреннее содержимое. Теперь главное не спешить и не суетится.

Поднимаем жидкокристаллический дисплей и отводим его на заднюю сторону, появился доступ к гнезду питания.

Собираем при помощи пайки схему подключения стабилизатора, всё же решил поставить на 6 вольт.

Снимаем его с места установки гнездо питания, отводим в сторону и первым от отпаиваем плюсовой провод (красный), на его место плюсовой провод идущий со входа стабилизатора, а плюсовой провод выхода соединяем с отпаянным раньше красным проводом.

То же проделываем с минусовым проводом (синим), какой провод плюсовой, а какой минусовой определяется прозвонкой при вставленном штекере питания до начала пайки.

Гнездо на место, стабилизатор с радиатором крепим саморезом к днищу корпуса.

Возвращаем на место дисплей и тройник воздухопровода, провода питания заводим в корпус, предварительно обернув скотчем места пайки.

Результат работы. Из имеющихся зарядок, от сотовых телефонов, подобрал подходящую (её доработка заключалась в замене штекера) на выходе (без нагрузки) даёт 8,5 В. Впрочем, теперь подойдёт любой БП с напряжением на выходе от 8,5 до 15 вольт. Суть вмешательства в заводскую конструкцию в том, что сколько угодно много встречается блоков питания на 5, 8, 10, 12, 15 вольт, а вот на 6 вольт редкость.

Видео 2

Таким образом можно оснастить внешним адаптером любое устройство, потребляющее значительный ток, не обязательно тонометр. Беспокоился о своём и Вашем здоровье Babay .

Обсудить статью СЕТЕВОЙ БЛОК ПИТАНИЯ ДЛЯ ТОНОМЕТРА

Введение 4

1 Назначение и область применения 5

2 Технические характеристики Устройства 6

3 Обзор существующих решений и обоснование выбора структуры 7

3.1 Обзор существующих решений 7

3.1.1 Автоматический тонометр Omron, M10 IT 10

3.1.2 Тонометр полуавтоматический M1 Plus 11

3.1.3 Механический тонометр LD-81 12

3.2 Обоснование выбора структуры управляющего устройства 13

3.3 Описание принципа работы тонометра по функциональной схеме 14

^ 3.4 Разработка модели 17

4 Структурная схема и описание отдельных компонентов 24

4.1 Структурная схема 24

4.2 ИК излучатель АЛ107А 32

4.3 Фотоэлемент ФД256 33

4.4 ОУ серии КР(КФ)1446УДхх 35

^ 4.5 Жидкокристаллический модуль MT–10S1 40

4.6 Микроконтроллер ATmega128 42

4.7 Преобразователь уровней DS275 48

4.8 Стабилизаторы LM78L05 и LM78L12 50

4.9 Расчет фильтров 52

5 Разработка схемы алгоритма и управляющей программы 56

^ 5.1 Алгоритм главной функции 56

5.2 Алгоритм функции начальной инициализации 57

5.3 Алгоритм функции считывания пульсовой волны 58

5.4 Алгоритм функции расчета среднего давления 59

^ 5.5 Алгоритм функции расчета систолического давления 60

5.6 Алгоритм функции вывода данных на экран 61

6 Описание принципиальной схемы 62

^ 6.1 Описание отдельных элементов 62

6.1.1 Аналоговые цепи 62

6.1.2 Микроконтроллер 63

6.1.3 Коммуникационные устройства 63

6.1.4 Цепь питания 63

Заключение 64

Приложение А 65

Приложение В 67

Введение

Прибор может быть выполнен на недорогой существующей элементной базе, не требует высокой квалификации персонала, подходит для использования вне медицинских учреждений.

^

1 Назначение и область применения

В данной работе представлен проект прибора для неинвазивного измерения артериального давления и частоты сердечных сокращений (пульса). Такой прибор позволяет достаточно часто снимать показания, а в совокупности с компьютером и средствами хранения данных - вести подробную статистику изменения этих показаний и таким образом даже прогнозировать возможное дальнейшее ухудшения самочувствия.

^

2 Технические характеристики Устройства

Устройство обладает следующими характеристиками:

• 
  сравнительно малая стоимость производства, достигнутая использованием широко распространённых компонентов;
• 
  высокая точность измерений;
• 
  отсутствие влияния факта измерения на результат;
• 
  универсальность применения;
• 
  гибкость, достигаемая использованием стандартных компонентов и использование переносимого программного кода;
• 
  гениальная идея;
• 
  лёгкость масштабирования, возможность подключения дополнительных датчиков или других устройств автоматики;
• 
  совместимость со стандартными интерфейсами;
• 
  простота эксплуатации;
• 
  лёгкость модификации и адаптации кода;
• 
  широкий диапазон рабочих температур.

^

3 Обзор существующих решений и обоснование выбора структуры

3.1 Обзор существующих решений

На сегодняшний день существует несколько различных устройств для измерения артериального давления, но, к сожалению, они работают на принципе нагнетания воздуха в манжету, т.е. являются инвазивными средствами измерения и не могут быть использованы для постоянного мониторинга. Также существуют устройства для неинвазивного снятия показаний, но они слишком дороги либо не точны.

Известны способ непрерывного наблюдения систолического кровяного давления и аппарат для его осуществления (США, патент N 4030485 от 21.06.77, МКИ A 61 B 5/02), заключающийся в том, что с помощью калибровочного прибора со световым преобразователем, превращающим изменения интенсивности света в изменения амплитуды электрического сигнала, определяют измерения интенсивности света, соответствующие изменению объема крови в ткани под преобразователем, периодически производится выборка амплитуды дифференциального сигнала и суммирование с ней амплитуды сигнала, соответствующего эталонному давлению. Амплитуда этого сигнала пропорциональна систолическому давлению.

Недостатком данного способа является низкая информативность за счет того, что определяется только систолическое давление.

Известен способ измерения среднего давления по кривой, полученной по результатам измерения кровяного давления (Германия, заявка N 0S 3511803 от 9.10.86, МКИ A 61 B 5/02), заключающийся в том, что полученный сигнал кривой кровяного давления преобразуют в цифровую форму и на отрезке кривой кровяного давления, который меньше дыхательного цикла, определяют Min, причем в зоне Min расположен участок F, простирающийся по обе стороны не менее чем на один сердечный цикл, внутри участка F определяют наибольшее амплитудное значение Max и два пороговых значения S1 и S2, соответствующих 1/3 и 2/3 наибольшего значения амплитуды A1, A3, которое больше большего значения S1. На основе этого значения амплитуды A1, A3 находится следующее значение амплитуды A2, A4, которое меньше порогового значения S2. Это позволяет определить между последовательно расположенными амплитудами A1, A2 - A3, A4 Max 1, Max 2. По измеренным значениям между этими максимумами Max 1 и Max 2 определяют среднее давление.

Недостатком данного способа является низкая информативность за счет того, что определяется только среднее кровяное давление.

Известен способ и устройство для непрямого измерения артериального давления крови (ЕПВ, заявка 0136212 от 03.08.83, МКИ A 61 B 5/02), заключающиеся в том, что используют, по меньшей мере, один датчик, удерживаемый с упором в ямке, где определяется пульс, с постоянным усилием, которое меньше усилия, создаваемого диастолическим давлением потока крови в лучевой артерии. Определяют максимальные и минимальные значения сигналов давления, вычисляют среднее значение соотношений максимальных и минимальных значений, вычисляют систолическое и диастолическое давления и показывают их на индикаторе.

Наиболее близким к предлагаемому изделию является способ и аппарат для автоматического определения систолического, диастолического и среднего значения артериального давления пациента (Франция, заявка N 2593380 от 27.01.86, МКИ A 61 B 5/02), предназначенные для определения артериального давления неинвазивным путем. Аппарат имеет линию усиления с двумя каналами, содержащую последовательно усилитель и фильтр. Оба аналоговых сигнала, поступающих из двух каналов, преобразуются в цифровую форму аналого-цифровым преобразователем. Монитор имеет, кроме преобразователя, микропроцессор с блоком программы.

Недостатками данного способа и устройства являются ограниченная область применения, невысокое качество регистрации за счет использования пьезодатчиков.
^

3.1.1 Автоматический тонометр Omron, M10 IT

Рисунок 3.1.1.1 Автоматический тонометр Omron M10 IT

Технические характеристики:

• 
  Метод измерения: осциллометрический;
• 
  Класс точности: клинически апробирован;
• 
  Индикатор аритмии;
• 
  Звуковой сигнал;
• 
  
• 
  Размер манжеты, см.: 22-42;
• 
  Усреднение результатов;
• 
  Точность измерения: давление в пределах +/- 3 мм. рт.ст.;
• 
  Точность измерения: пульс в пределах +/- 5% показаний.

Точность показателей кровяного давления при его измерении с помощью полуавтоматического тонометра такая же, как и при использовании.

Рисунок 3.1.2.1 Тонометр полуавтоматический M1 Plus

Технические характеристики:

• 
  Класс точности: A/A;
• 
  Индикатор аритмии: есть;
• 
  Звуковой сигнал: есть;
• 
  Объем памяти: 21 измерение;
• 
  Элементы питания: 4 батарейки АА;
• 
  Размер манжеты, см.: 22-32.

Рисунок 3.1.3.1 Механический тонометр LD-81

Технические характеристики:

Диапазон измерения давления от 20 до 300 мм.рт.ст.

Пределы допускаемой абсолютной погрешности прибора при измерении давления в манжете при температуре: от 18° до 33°С до +/- 3 в диапазоне от 60 до 240 мм.рт.ст. (до +/- 4 в остальных диапазонах). от 5° до 17° С и от 34° до 40° С до +/- 6.

Условия эксплуатации приборов: температура окружающего воздуха от + 10° С до + 40° С, относительная влажность от 30% до 85%, атмосферное давление от 86 до 106 кПА, температура хранения и транспортировки от - 34° С до + 65° С.

Стандартный размер манжеты для взрослого человека (окружность плеча приблизительно от 25 до 36 см).

Масса прибора не более 340 г.
^

3.2 Обоснование выбора структуры управляющего устройства

Задача данного изделия состоит в разработке метода определения артериального давления, основанного на оценке сдвигов соответствующих точек пульсовых волн при помощи предлагаемого устройства, которое бы упростило процедуру измерения, улучшить качество регистрации пульсовой волны, расширить функциональные возможности.

Принцип работы заключается в том, что на лучевой артерии регистрируют пульсовую волну двумя оптоэлектронными датчиками, измеряют координаты максимальных амплитуд пульсовых волн, измеряют модуль разности значений данных координат, по величине которого определяют среднее артериальное давление, диастолическое артериальное давление вычисляют из величины половины разности утроенного значения среднего и систолического давления, регистрируют первые производные этих пульсовых волн, измеряют смещение между максимальными амплитудами первых производных пульсовых волн в точках их перегибов, величину которого используют при определении систолического артериального давления посредством поправочного коэффициента.

Подробно схема проектируемого устройства описана ниже.

^

3.3 Описание принципа работы тонометра по функциональной схеме

Рисунок 3.3.1 Функциональная схема

^

3.4 Разработка модели

Устройство для неинвазивного измерения артериального давления содержит два датчика, выполненных на оптоэлектронных элементах, два канала НЧ-фильтров и два канала усилителей, входы которых соединены соответственно с выходами первых и вторых оптоэлектронных датчиков, два дифференциатора, аналого-цифровой преобразователь, микроконтроллер, дисплей и коммуникационный порт.

Описание функциональной схемы работы устройства, показанной выше: у пациента на лучевой артерии закрепляется силиконовое изделие, снабженное двумя инфракрасными излучателями и двумя фотоэлементами.

Свет от излучателей полностью внутренне преломляется, таким образом, напряжения на выходе фотоэлементов равно нулю.

При прохождении пульсовой волны по артерии, силиконовое изделие деформируется, таким образом, на фотоэлемент начинает поступать световой поток, что влечет появление ненулевого напряжения на выходе фотоэлемента.

Две идентичных пары излучатель-приемник размещены вдоль артерии, т.е. пульсовая волна, наблюдаемая под каждым из датчиков – одна и та же волна, сдвинутая по фазе.

Из-за полупроводникового характера фотоэлемента, а также по другим причинам, на выходе фотоэлемента будет присутствовать высокочастотный шум. Для фильтрации шума в каждом из каналов предусмотрен НЧ-фильтр, расчет которого приводится ниже.

После фильтрации сигнал необходимо усилить до уровня порядка 5В. Для этих целей используется усилитель на микросхеме операционного усилителя.

Полученный усиленный и очищенный от шумов сигнал поступает на дифференциатор, после чего 4 сигнала (2 усиленных и они же, но дифференцированные) поступают на 10-разрядный АЦП, после чего проходят обработку в микроконтроллере. По установленным алгоритмам и формулам МК производит расчет среднего, диастолического и систолического артериального давления и частоты пульса.

После получения результата он отображается на LCD-дисплее и передается для анализа и хранения на ПК через коммуникационный порт (RS-232)

Рисунок 3.4.1 Два оптоэлектронных датчика

Спаренные оптоэлектронные датчики 1 и 2 располагаются на лучевой артерии. Излучение, генерируемое источником излучения, отражаясь от исследуемого участка сосуда, модулируется по амплитуде пульсациями кровотока. Модулируемый поток преобразуется в фотоприемнике в электрический сигнал. В блоках фильтрации и усилителях происходит фильтрация и усиление сигнала. Отфильтрованные и усиленные сигналы пульсовых волн поступают на входы дифференциаторов, где происходит выделение первой производной систолического участка пульсовой волны. Сигналы, получаемые на выходах блоков усиления и дифференциаторов, подаются на аналого-цифровой преобразователь. В АЦП происходит преобразование аналоговых сигналов в цифровой вид, необходимый для работы микроконтроллера.

Рисунок 3.4.2 Пульсовые волны и их дифференциальная форма

Микропроцессором определяются координаты максимальных амплитуд пульсовых волн и вычисляется значение ∆T:

∆T = T 1 -T 2 , (1)

T 1 - координата максимальной амплитуды пульсовой волны, полученной первым датчиком 1;

T 2 - координата максимальной амплитуды пульсовой волны, полученной вторым датчиком 2.

Также определяются координаты точек перегиба (max дифференциальной формы пульсовой волны) систолического участка пульсовой волны и вычисляется значение ∆T п:

∆Т п = ∆Т 1 -∆Т 2 (2)

∆Т 1 - координата точки перегиба систолического участка пульсовой волны, полученной первым датчиком 1;

∆Т 2 - координата точки перегиба систолического участка пульсовой волны, полученной вторым датчиком 2.

Величина среднего артериального давления (P сред) обратно пропорциональна величине ∆Т:

P сред = F(∆T п). (3)

Величина систолического артериального давления (P сист) обратно пропорциональна величине ∆T п и зависит от ударного объема сердца:

P сист = F(∆T п). (4)

Диастолическое давление определяется из формулы (P диаст):

Проведенное статистическое моделирование обработки пульсовой волны в соответствии с формулой позволило определить точные зависимости для P сред с коэффициентом корреляции 0,95:

P сред = 86,3-0,82∆T для ∆T > 29. (8)

Аналогично получены зависимости для P сист с коэффициентом корреляции 0,89:

По таблице, которая записана во внутренней памяти микропроцессора, выбираются в соответствии с полученными величинами ∆T и ∆T п значения среднего и систолического артериального давления.

Полученные данные поступают на внутренний дисплей и на внешнее устройство.

Предлагаемый способ определения артериального давления прост, необременителен для пациента, т.к. время измерения занимает не более 30 сек.

Устройство для определения артериального давления изготавливается в виде автономного блока, связанного гибким кабелем с блоком датчиков. Оно имеет внешние разъемы для подключения устройств отображения или ПК. При этом на внешнее устройство может быть выведена диаграмма пульсовой волны обследуемого пациента и значения артериального давления, пульса.

При использовании предлагаемого устройства совместно с ПК имеется возможность значительного расширения круга решаемых задач.

Рисунок 3.4.3 Пример вывода данных о скорости пульсовой волны

Например, прибор позволяет в совокупности с компьютером и средствами хранения данных достаточно часто снимать показания и вести подробную статистику изменения этих показаний и таким образом даже прогнозировать возможное дальнейшее ухудшения самочувствия (рисунок 3.4.3).
^

4 Структурная схема и описание отдельных компонентов

4.1 Структурная схема

Структурная схема показывает, с помощью каких элементов реализуется требуемый функционал.

Рисунок 4.1.1 Структурная схема

На рисунке 4.1.1 представлена структурная схема проектируемого устройства. Рассмотрим ее подробнее.

В качестве фотоприемника используется отечественный фотоэлемент ФД256, обладающий необходимыми характеристиками и невысокой ценой. Сигнал с фотоэлементов снимается и передается на микросхемы низкочастотных фильтров.

Поскольку для работы прибора требуется регистрация пульсовой волны в двух точках, то естественно электронная часть устройства до микроконтроллера состоит из двух независимых каналов, звенья в которых полностью дублируются.

Низкочастотный фильтр – фильтр Баттерворта, реализованный на активных элементах (рисунок 4.1.2)

Рисунок 4.1.2 Принципиальная схема фильтра нижних частот

Параметры фильтра:

Частота среза – 20Гц

Ширина переходной области – 100Гц

R1 - 44.8 кОм

R2 - 44.8 кОм

R3 - 22.6 кОм

Детальный расчет фильтра приведен ниже в соответствующем разделе настоящей работы.

Для демонстрации работоспособности рассчитанного фильтра, его схема была собрана в среде Proteus и просимулирована. В качестве модели полезного сигнала использовалась синусоида, а в качестве шума – высокочастотная синусоида. Как видно из графиков, НЧ-фильтр блестяще справился с поставленной задачей для обоих каналов.

Рисунок 4.1.3 Симуляция НЧ фильтра

Рисунок 4.1.4 Принципиальная схема инвертирующего усилителя

Выходное напряжение после фотоэлемента - до 100мВ, поэтому для доведения уровня напряжения до величины 5В коэффициент усиления составляет 50.

Данный усилитель был собран в среде симуляции электроники Proteus. Ниже приведены графики его работы для двух каналов соответственно.

Рисунок 4.1.5 Симуляция для звена усиления

Рисунок 4.1.6 Принципиальная схема инвертирующуего дифференциатора

Для получения первой производной от обработанного сигнала используется звено дифференциации, выполненное на микросхеме операционного усилителя.

Данный дифференциатор был собран в среде симуляции электроники Proteus для демонстрации его работоспособности. Ниже приведены графики его работы и принципиальная схема в среде Proteus.

Рисунок 4.1.7 Графики работы и принципиальная схема дифференциатора

Четыре полученных сигнала подаются на вход АЦП. В качестве АЦП выбран встроенный 10-и разрядный АЦП на микроконтроллере ATmega. Его быстродействия и разрядности вполне достаточно для выполнения всех требуемых операций.

Дискретизация происходит с частотой 20Гц по прерыванию от встроенного таймера.

Замер жизненных параметров микроконтроллером производится в теле цикла в основной программе каждые 5 секунд. Полученные результаты отображаются на LCD-дисплее.

Дисплей MT-10S1 – 10-и символьный LCD-дисплей отечественного производства, описанный детальнее ниже.

Также полученные данные отправляются через порт RS-232 на ЭВМ, где могут быть сохранены, дополнительно обработаны, распечатаны и сохранены для дальнейшего анализа.

Для согласования уровней используется микросхема DS275. Микросхема DS275, производимая фирмой Dallas Semiconductor, это питаемый от линии TX/RX драйвер интерфейса RS232 полностью совместимый со стандартной реализацией RS232.

Все операционные усилители – отечественного производства и высокого качества. Детально их характеристики рассмотрены в соответствующем подразделе ниже.

^

4.2 ИК излучатель АЛ107А

Рисунок 4.2.1 Внешний вид ИК излучателя АЛ107А

Технические характеристики:

• 
  Технические характеристики;
• 
  Максимальное обратное напряжение 2 В;
• 
  Максимальный прямой ток 100 мА;
• 
  Максимальный импульсный прямой ток 600 мА;
• 
  Монтаж в отверстие;
• 
  Рабочая температура -60...85 С;
• 
  Мощность излучения P 5.5 мВт;
• 
  Прямое напряжение 1.8 В;
• 
  при токе Iпр. 100 мА;
• 
  Длина волны 953 нм;
• 
  Ширина спектра излучения 30 нм;
• 
  Видимый телесный угол 15 град.

Рисунок 4.3.1 Внешний вид фотоэлемент ФД256

Фотодиод на основе кремния.

Технические характеристики:

• 
  Площадь фоточувствительного элемента (эффективная) 1.37мм 2;
• 
  Рабочая температура 20±5 ºC;
• 
  Рабочее напряжение 10 В;
• 
  Диапазон спектральной чувствительности 0,4 - 1,1 мкм;
• 
  Максимум спектральной характеристики 0,8 - 0,9 мкм;
• 
  Темновой ток не более 5 нA;
• 
  Интегральная токовая чувствительность не менее 0,02 мкА/лк;
• 
  Собственная постоянная времени (U = 10 В) не более 12 нс;
• 
  Собственная постоянная времени (U = 60 В), не более 2 нс;
• 
  
• 
  Корпус металлический;
• 
  Порог чувствительности, не более 1 x 10 -11 лм x Гц-1/2;
• 
  Электрическая плотность изоляции, не менее 180 В;
• 
  Входное окно линза;
• 
  Материал окна стекло C52-1;
• 
  Масса, не более 1 г;

• 
  Диапазон температур от –60º C до + 85º C;
• 
  Предельно допустимое напряжение 90 В;
• 
  Предельно допустимая освещенность 100000 лк;
• 
  Интенсивность отказов не более 3 x 10 -5 ч-1 в течение наработки 5000ч при доверительной вероятности 0,6.

ОУ КМОП-структуры чрезвычайно экономичны, имеют низкий входной ток смещения, работают от однополярного и двуполярного источника питания, обеспечивают выходное напряжение rail-to-rail. Из-за уникальной топологии, которая делает эти характеристики возможными, потребовалась новая Spice макромодель (SMM), чтобы получать точные результаты при моделировании схемных проектов средствами САПР.

Весьма удачная SММ КМОП ОУ была разработана корпорацией National Semiconductor, однако они не пишут модели для Российских микросхем аналогичного назначения.

Spice модели ОУ серии КР(КФ)1446УДхх

Spice модели ОУ серии КР(КФ)1446УДхх Продолжение

Рисунок 4.4.1 Распределение выводов ОУ серии КР(КФ)1446УДхх

Рисунок 4.4.2 Структурная схема ОУ серии КР(КФ)1446УДхх

КР(КФ)1446УДхх - серия КМОП интегральных операционных усилителей (ОУ) с расширенным диапазоном допустимых входных (от -U до +UCC включительно) и выходных напряжений. Серия включает 9 ОУ: КР(КФ)1446УД1/УД2/УД3/УД4/УД5/УД11/УД12/ УД13/УД14.

Усилители имеют широкий диапазон допустимых напряжений питания. Напряжение питания может быть либо однополярным (-Ucc>0 или +UCC 0). В любом случае напряжение Ucc на выводе +UCC относительно вывода -Ucc может изменятся в пределах от +2.5В до +7В для усилителей УД1 , УД5 и от +3,0В до +12,0В для УД11 , УД14.

Серия КР1446УДхх предоставляет возможность выбора ОУ с требуемым током покоя на один усилитель (10мкА-УД2, 3, 12, 13; 100мкА-УД4, 14; 0.8mA - УД 1, 11; 2.4mA - УД5), который обеспечит оптимальное для конкретного приложения сочетание динамических и нагрузочных характеристик ОУ при минимальной потребляемой мощности.

Высокое входное сопротивление (>1000МОm) позволяет работать ОУ и с высокоимпедансными источниками.

В корпусе интегральной схемы размещается либо по 2 одинаковых ОУ (УД1, 11, 2, 12, 4, 14, 5), либо по 4 0У(УД3, 13).ОУвмикросхемахУД2 и УД3,атакже УД12 и УД13 идентичны.

ОУ предназначены для построения малогабаритных блоков различных устройств в качестве усилителей постоянного и переменного тока, импульсных сигналов, генераторов, компараторов и т.п. ОУ могут применятся при построении следующих видов устройств: источников питания, низкочастотных активных фильтров, усилителей с малыми входными токами, слуховых аппаратов, микрофонных усилителей, пикоамаперметров, интеграторов, аналого-цифровых устройств автоматики.

Технические характеристики:

• 
  Расширенный диапазон входных и выходных напряжений (от -Ucc до +UCC);
• 
  Широкий диапазон напряжений питания (от 2.5В до 7В и от 3,0В до 12,0В);
• 
  Широкий выбор токов покоя ОУ;
• 
  Высокое входное сопротивление (>1000 МОм);
• 
  Внутренняя частотная коррекция;
• 
  Конструкция - 8- и 14-выводной пластмассовый корпус DIP или SO.

Жидкокристаллический модуль MT–10S1 состоит из БИС контроллера управления и ЖК-панели. Контроллер управления КБ1013ВГ6, производства ОАО «АНГСТРЕМ», аналогичен HD44780 фирмы HITACHI и KS0066 фирмы SAMSUNG.

Модуль выпускается со светодиодной подсветкой. Модуль позволяет отображать 1 строку из10 символов. Символы отображаются в матрице 5х8 точек. Между символами имеются интервалы шириной в одну отображаемую точку.

Каждому отображаемому на ЖКИ символу соответствует его код в ячейке ОЗУ модуля.

Модуль содержит два вида памяти - кодов отображаемых символов и пользовательского знакогенератора, а также логику для управления ЖК-панелью.

Рисунок 4.5.1 Внешний вид жидкокристаллического модуля MT–10S1

Модуль позволяет:

• 
  модуль имеет программно-переключаемые две страницы встроенного знакогенератора (алфавиты: русский, украинский, белорусский, казахский и английский;);
• 
  Работать как по 8-ми, так и по 4-ч битной шине данных;
• 
  принимать команды с шины данных;
• 
  записывать данные в ОЗУ с шины данных;
• 
  читать данные из ОЗУ на шину данных;
• 
  читать статус состояния на шину данных;
• 
  выводить мигающий (или не мигающий) курсор двух типов;
• 
  управлять подсветкой.

^

4.6 Микроконтроллер ATmega128

Для управления всем устройством, обмена данными с ПК был выбран микро контроллер ATmega128 производства фирмы Atmel. Эти микро контроллеры обладают рядом преимуществ перед другими микро контроллерами и схемами на традиционных аналоговых и цифровых компонентах:

• 
  Высокопроизводительный, маломощный 8-разрядный AVR-микроконтроллер;
• 
  Развитая RISC-архитектура:
  • 
    133 мощных инструкций, большинство из которых выполняются за один машинный цикл;
  • 
    32 8-разр. регистров общего назначения + регистры управления встроенной периферией;
  • 
    Полностью статическая работа;
  • 
    Производительность до 16 млн. операций в секунду при тактовой частоте 16 МГц;
  • 
    Встроенное умножающее устройство выполняет умножение за 2 машинных цикла;
• 
  Энергонезависимая память программ и данных:
  • 
    Износостойкость 128-ми кбайт внутрисистемно перепрограммируемой флэш-памяти: 1000 циклов запись/стирание;
  • 
    Опциональный загрузочный сектор с отдельной программируемой защитой:
    • 
      Внутрисистемное программирование встроенной загрузочной программой;
    • 
      Гарантированная двухоперационность: возможность чтения во время записи;
  • 
    Износостойкость 4 кбайт ЭСППЗУ: 100000 циклов запись/стирание;
  • 
    Встроенное статическое ОЗУ емкостью 4 кбайт;
  • 
    Опциональная возможность адресации внешней памяти размером до 64 кбайт;
  • 
    Программируемая защита кода программы;
  • 
    Интерфейс SPI для внутрисистемного программирования;
• 
  Интерфейс JTAG (совместимость со стандартом IEEE 1149.1):
  • 
    Граничное сканирование в соответствии со стандартом JTAG;
  • 
    Обширная поддержка функций встроенной отладки;
  • 
    Программирование флэш-памяти, ЭСППЗУ, бит конфигурации и защиты через интерфейс JTAG;
• 
  Отличительные особенности периферийных устройств:
  • 
    Два 8-разр. таймера-счетчика с раздельными предделителями и режимами сравнения;
  • 
    Два расширенных 16-разр. таймера-счетчика с отдельными предделителями, режимами сравнения и режимами захвата;
  • 
    Счетчик реального времени с отдельным генератором
  • 
    Два 8-разр. каналов ШИМ;
  • 
    6 каналов ШИМ с программируемым разрешением от 2 до 16 разрядов;
  • 
    Модулятор выходов сравнения;
  • 
    8 мультиплексированных каналов 10-разрядного аналогово-цифрового преобразования:
    • 
      8 несимметричных каналов;
    • 
      7 дифференциальных каналов;
    • 
      2 дифференциальных канала с выборочным усилением из 1x, 10x и 200x;
  • 
    Двухпроводной последовательный интерфейс, ориентированный не передачу данных в байтном формате;
  • 
    Два канала программируемых последовательных УСАПП;
  • 
    Последовательный интерфейс SPI с поддержкой режимов ведущий/подчиненный;
  • 
    Программируемый сторожевой таймер со встроенным генератором;
  • 
    Встроенный аналоговый компаратор;
• 
  Специальные возможности микроконтроллера:
  • 
    Сброс при подаче питания и программируемая схема сброса при снижении напряжения питания;
  • 
    Встроенный калиброванный RC-генератор;
  • 
    Внешние и внутренние источники прерываний;
  • 
    Шесть режимов снижения энергопотребления: холостой ход (Idle), уменьшение шумов АЦП, экономичный (Power-save), выключение (Power-down), дежурный (Standby) и расширенный дежурный (Extended Standby);
  • 
    Программный выбор тактовой частоты;
  • 
    Конфигурационный бит для перевода в режим совместимости с ATmega103;
  • 
    Общее выключение подтягивающих резисторов на всех линиях портов ввода-вывода;
• 
  Ввод-вывод и корпуса:
  • 
    53 –программируемые линии ввода-вывода;
  • 
    64-выв. корпус TQFP;
• 
  Рабочие напряжения 4.5 - 5.5В;
• 
  Градации по быстродействию 0 - 16 МГц.

Ядро AVR сочетает богатый набор инструкций с 32 универсальными рабочими регистрами. Все 32 регистра непосредственно подключены к арифметико-логическому устройству (АЛУ), который позволяет указать два различных регистра в одной инструкции и выполнить ее за один цикл. Данная архитектура обладает большей эффективностью кода за счет достижения производительности в 10 раз выше по сравнению с обычными CISC-микроконтроллерами.

ATmega128 содержит следующие элементы: 128 кбайт внутрисистемно программируемой флэш-памяти с поддержкой чтения во время записи, 4 кбайт ЭСППЗУ, 4 кбайт статического ОЗУ, 53 линии универсального ввода-вывода, 32 универсальных рабочих регистра, счетчик реального времени (RTC), четыре гибких таймера-счетчика с режимами сравнения и ШИМ, 2 УСАПП, двухпроводной последовательный интерфейс ориентированный на передачу байт, 8-канальный 10-разр. АЦП с опциональным дифференциальным входом с программируемым коэффициентом усиления, программируемый сторожевой таймер с внутренним генератором, последовательный порт SPI, испытательный интерфейс JTAG совместимый со стандартом IEEE 1149.1, который также используется для доступа к встроенной системе отладке и для программирования, а также шесть программно выбираемых режимов уменьшения мощности. Режим холостого хода (Idle) останавливает ЦПУ, но при этом поддерживая работу статического ОЗУ, таймеров-счетчиков, SPI-порта и системы прерываний. Режим выключения (Powerdown) позволяет сохранить содержимое регистров, при остановленном генераторе и выключении встроенных функций до следующего прерывания или аппаратного сброса. В экономичном режиме (Power-save) асинхронный таймер продолжает работу, позволяя пользователю сохранить функцию счета времени в то время, когда остальная часть контроллера находится в состоянии сна. Режим снижения шумов АЦП (ADC Noise Reduction) останавливает ЦПУ и все модули ввода-вывода, кроме асинхронного таймера и АЦП для минимизации импульсных шумов в процессе преобразования АЦП. В дежурном режиме (Standby) кварцевый/резонаторный генератор продолжают работу, а остальная часть микроконтроллера находится в режиме сна. Данный режим характеризуется малой потребляемой мощностью, но при этом позволяет достичь самого быстрого возврата в рабочий режим. В расширенном дежурном режиме (Extended Standby) основной генератор и асинхронный таймер продолжают работать.

Микроконтроллер производится по технологии высокоплотной энергонезависимой памяти компании Atmel. Встроенная внутрисистемно программируемая флэш-память позволяет перепрограммировать память программ непосредственно внутри системы через последовательный интерфейс SPI с помощью простого программатора или с помощью автономной программы в загрузочном секторе. Загрузочная программа может использовать любой интерфейс для загрузки прикладной программы во флэш-память. Программа в загрузочном секторе продолжает работу в процессе обновления прикладной секции флэш-памяти, тем самым поддерживая двухоперационность: чтение во время записи. За счет сочетания 8-разр. RISC ЦПУ с внутрисистемно самопрограммируемой флэш-памятью в одной микросхеме ATmega128 является мощным микроконтроллером, позволяющим достичь высокой степени гибкости и эффективной стоимости при проектировании большинства приложений встроенного управления.

ATmega128 поддерживается полным набором программных и аппаратных средств для проектирования, в т.ч.: Си-компиляторы, макроассемблеры, программные отладчики/симуляторы, внутрисистемные эмуляторы и оценочные наборы.

Рисунок 4.6.1 – Расположение выводов микроконтроллера ATmega128
^

4.7 Преобразователь уровней DS275

Микросхема DS275, производимая фирмой Dallas Semiconductor, это питаемый от линии TX/RX драйвер интерфейса RS232 полностью совместимый со стандартной реализацией RS232.

Рисунок 4.7.1 – Расположение выводов микросхемы DS275

Микросхема была выбрана в качестве преобразователя уровней, т.к. имеет ряд очевидных преимуществ:

Питается от линий RX/TX COM-порта

Работа в асинхронном полно дуплексном режиме

Не требует для работы внешних элементов, например конденсаторов (в отличие от аналога – MAX232)

Рисунок 4.7.2 – Пример включения микросхемы DALLAS DS275

Технические характеристики микросхемы:

• 
  Напряжение питания – 5/12В;
• 
  Напряжение на выходе - ±15В;
• 
  Рабочий диапазон температур – 0С…+70С.

Рисунок 4.8.1 – Расположение выводов регулятора напряжения LM78LXX

Для питания проектируемого устройства были выбраны широко распространённые стабилизаторы напряжения производства фирмы National Semiconductor LM78L05 и LM78L12, рассчитанные на 5 и на 12 вольт соответственно. Оба стабилизатора являются линейными регуляторами напряжения положительной полярности и обладают схожими техническими характеристиками:

• 
  Выходное напряжение меняется на ±5% в зависимости от температуры (см. рисунок 4.8.2);
• 
  Выходной ток – до 100мА;
• 
  Встроенная термозащита;
• 
  Встроенный ограничитель по току;
• 
  Доступен в различных корпусах (TO-92, SO-8, различные SMD корпуса и др.);
• 
  Не требует внешних компонентов;
• 
  Напряжение выхода 5 и 12 В.

Рисунок 4.8.2 – Температурная характеристика стабилизатора
^

4.9 Расчет фильтров

К сожалению, получаемый с фотоприемников сигнал является зашумленным. Этот шум имеет две составляющие - фотонный шум и полупроводниковый шум - и носит характер высокочастотного.

Для решения проблемы зашумленного сигнала был спроектирован фильтр низких частот, который должен быть расположен после каждого из фотоприемника.

Как известно, максимальная частота пульса - около 200 ударов в минуту, т.е. до 4Гц. Для повышения точности измерений будем снимать показания 20 раз в секунду, т.е. частота среза для НЧ фильтра составит 20Гц.

Поскольку расчет фильтра и номиналов компонентов - несложное, но кропотливое занятие, при выполнении которого легко ошибиться, мы использовали для расчета фильтра специальное ПО, разработанное на кафедре АУТС.

Рисунок 4.9.1 Параметры НЧ-фильтра

На рисунке 4.9.1 приведены параметры рассчитываемого фильтра. Т. к. в состав схемы уже включен усилитель, от фильтра не требуется дополнительное усиление в области пропускания и коэффициент усиления установлен равным единице.

Рисунок 4.9.2 Сравнение различных типов фильтров

Было решено использовать фильтр Баттерворта, т.к. он позволяет получить очень гладкую АЧХ в области усиления (Рисунок 4.9.2). Пологость же линии среза компенсируется тем, что высокочастотные шумы все равно начинаются с частоты около 1кГц, т. о. они будут очень сильно затухать.

Рисунок 4.9.3 Принципиальная схема включения звена фильтра

Программа расчета предложила фильтр Баттерворта второго порядка, который легко реализовать с помощью всего одного звена, приведенного на рисунке 4.9.3.

Рисунок 4.9.4 Рассчитанные номиналы элементов

На рисунке 4.9.4 приведены рассчитанные номиналы элементов фильтра, приведенные к стандартному номинальному ряду.

R1 - 44.8 кОм

R2 - 44.8 кОм

R3 - 22.6 кОм

Рисунок 4.9.5 АЧХ НЧ-фильтра

На рисунке 4.9.5 приведена АЧХ рассчитанного фильтра. Легко видеть, что рассчитанный фильтр полностью удовлетворяет поставленным требованиям.

^

5 Разработка схемы алгоритма и управляющей программы5.5 Алгоритм функции расчета систолического давления

Рисунок 5.5.1 - Блок-схема функции расчета систолического давления

^

5.6 Алгоритм функции вывода данных на экран

Рисунок 5.6.1 - Блок-схема функции вывода данных на экран
^

6 Описание принципиальной схемы

В полном соответствии со структурной схемой, ниже приведено описание отдельных блоков и элементов схемы принципиальной электрической.

Спроектированное устройство состоит из двух каналов передачи данных, микроконтроллера со встроенным АЦП, ЖК-дисплея и коммуникационного порта. Каждый канал передачи данных состоит из оптопары, НЧ-фильтра, усилителя и дифференцирующего звена.

^

6.1 Описание отдельных элементов

6.1.1 Аналоговые цепи

Низкочастотные фильтры используются для отсечения высокочастотного полупроводникового и фотонного шума от полезного сигнала, получаемого с фотоэлементов, входящих в состав оптопар.

R1, R2, R3, R4, C6, C7, DA1 и R10, R11, R12, R13, C9, C10, DA4 – низкочастотные фильтры с частотой среза 20Гц.

Поскольку сигнал, получаемый с фотоэлементов, обладает амплитудой всего до 100мВ, то используются усилителя сигнала на микросхемах операционного усилителя, для поднятия уровня сигнала до 5В.

R5, R6, R7, DA2 и R14, R15, R16, DA5 – усилители на микросхемах операционного усилителя с коэффициентом усиления К=50.

Для получения первой производной от отфильтрованного сигнала используется пара дифференцирующих звеньев.

R8, R9, C8, DA3 и R17, R18, C11, DA6 – дифференциаторы с постоянной времени T=0.1

6.1.2 Микроконтроллер

DD1 – микроконтроллер со встроенным 10-и разрядным АЦП

Q1 – кварцевый резонатор с частотой 20МГц

C1, C2 – вспомогательные конденсаторы для колебательного контура

^

6.1.3 Коммуникационные устройства

DD2 – микросхема согласования уровней напряжения для порта RS-232

XP1 – разъем коммуникационного порта RS232

XP3 - разъем для подключения жидкокристаллического дисплея

^

6.1.4 Цепь питания

XP2 – разъем для подключения внешнего источника питания

DA0 – стабилизатор напряжения, обеспечивающий питание устройства с напряжением 5В.

Заключение

Во время проектирования устройства были в полной мере задействованы знания и навыки, полученные за годы изучения специальности «Автоматика и управление в технических системах».
^

Приложение А

Сюды вставится листег с заданием.

А тут будет страничка календарного плана

Приложение В

1. 
   Новацкий А.А Электронный конспект по курсу «Компьютерная электроника».
2. 
   Дж. Ф. Янг Робототехника Ленинград, «Машиностроение», 1979г.
3. 
   А. А. Краснопрошина Электроника и микросхемотехника Киев, «Высшая школа», 1989г.
4. 
   Денисенко Т.А, Тихончук С.Т Методические указания по применению контроллеров семейства SIMATIC S5, ОГПУ, 1998г.
5. 
   Ямпольский Л.С, Мельничук П.П, Самоткин Б.Б Гибкие компьютеризированные системы, Житомир, 2005 г.
6. 
   Д. Морман, Л. Хеллер Физиология сердечнососудистой системы.
7. 
   Мандел В.Дж. Аритмии сердца. Механизмы, диагностика, лечение. В 3-х томах
8. 
   Яковлев В.Б., Макаренко А.С., Капитонов К.И. Диагностика и лечение нарушений ритма сердца.

Всех приветствую! Продолжаю обобщать и выкладывать в сжатом виде свой опыт по ремонту электроники. Привожу свой Топ 10 самых частых неисправностей тонометров, который родился в результате случайных ремонтов медицинской техники и общения с другими Мастерами. Не скажу, что я в этой области большой специалист, но кое-что мне попадалось и удачно починялось. Начнем рейтинг. Места неисправностей тонометров и измерителей артериального давления отсортированы по частоте появления неисправности.

Если в Вашем тонометре случилась потеря герметичности контура нагнетания давления, то с большой вероятностью на экране автоматического тонометра высветится ошибка «Err Cuf». В переводе с английского cuff – манжета, поэтому логично, что ошибка Err Cuf – это ошибка герметичности манжеты.

Если Ваш тонометр выдает такую ошибку, то прежде всего нужно проверить места соединения манжеты с компрессором. Для этого нужно снять манжету. Рассмотрим, как это сделать на примере тонометра на запястье AND UB-403.

Как разобрать автоматический тонометр на запястье AND UB -403

При включении этот измеритель артериального давления показывает ноль.

Затем происходит накачка манжеты, но она прерывается и появляется на дисплее ошибка Err Cuf.

Разворачиваем тонометр AND UB-403 боком и видим заглушку, которую нужно снять, поддев ее тонкой шлицевой отверткой или шилом.

С другой стороны корпуса снимаем такую же заглушку.

Вот как выглядят эти заглушки для крепления манжеты.

После этого снимаем манжету тонометра AND UB-403 и видим места подсоединения патрубков от компрессора к манжете – их целых два.

В этих местах может случиться разуплотнение и утечка воздуха, поэтому внимательно осматриваем и очищаем уплотнительные резиночки патрубков тонометра и манжеты.

Пробуем собрать все в обратном порядке.

Если ошибка манжеты осталась, нужно проверить саму манжету на предмет трещин. Обычно это делается визуально.

Резиновую манжету тонометра можно починить, приклеив заплатку на место утечки воздуха. О том, как поставить заплатку и отремонтировать манжету смотрите ниже в видео на примере манжеты тонометра Microlife.

Как заклеить подушку тонометра

Если же манжета Вашего тонометра целая, то нужно промазать места соединения герметиком или заменить уплотнительные резиночки манжеты, если сможете их найти.

Бывает, что разуплотнение подачи воздуха происходит внутри устройства. В этом случае придется разбирать тонометр и устранять микротрещины или менять засохшие резинки.

Если Вам непонятна разборка тонометра, то советую посмотреть следующее видео как правильно разобрать AND UB 201 .

2 место – пропадают сегменты цифр на дисплее тонометра

Еще одной частью болезнью является отслоение шлейфа ЖК экранов тонометров, в результате чего сегменты цифр и букв могут не отображаться на дисплее.

Шлейфы дисплеев тонометров приклеены по такому же принципу. Ремонт облегчается из-за приятных размеров и шага контактов шлейфа. Ремонтировать такие шлейфы намного легче, чем в .

После разборки тонометра приклеить шлейф дисплея обратно можно путем равномерного нагрева с помощью термофена или паяльника со специальной насадкой для ремонта шлейфов. Посмотрите видео на эту тему – очень познавательно и интересно.

Ремонт и восстановление ЖК дисплея тонометра Sanitas

Ремонт дисплея, если пропадают сегменты тонометра OMRON MX2 Basic

Вероятность успешного ремонта шлейфа дисплея тонометра очень велика, если его не порвать и не повредить сам дисплей.

3 место – не работают кнопки тонометра

В автоматических и полуавтоматических тонометрах управление работой происходит с помощью тактовых кнопок . Эти кнопки не вечны и со временем выходят из строя – не нажимаются, болтаются, нажимаются без щелчка, нажимаются со щелчком, но без результата.

При неисправной кнопке тонометра приходится разбирать устройство, отсоединять электронную плату, выпаивать старую и впаивать новую кнопку. В принципе, ничего сложного, только нужно подобрать точно такую же кнопку, потому что посадочных мест, форм и размеров кнопок бывает великое множество.

Пример распространенных кнопок смотрите в видеоролике по разборке и замене кнопки тонометра.

Ремонт тонометра OMRON M3 Expert

4 место – тонометр неправильно измеряет артериальное давление

Прежде, чем говорить о том, что тонометр неправильно измеряет давление, необходимо определиться с погрешностями измерений и факторов, их увеличивающих.

Всем известно, что подавляющее большинство современных измерителей артериального давления работают по методу тонов Н. С. Короткова , который даже признала в качестве официально рекомендуемого Всемирная Организация Здравоохранения. Этот косвенный метод измерения имеет некоторую погрешность, определяемую упругостью стенок артерий и мягких тканей, амплитудой и формой пульсовой волны и другими факторами, разными для каждого человека.

Если отказаться от округлений и точно использовать цену деления манометра, то мы увидим разницу между соседними измерениями и при пользовании механическим тонометром. Многочисленные эксперименты показали, что погрешность метода тонов Н. С. Короткова обычно находится в пределах ±5-7 мм рт. ст.

Погрешность ручных тонометров складывается из трёх составляющих: погрешности метода, точности манометра и ошибок определения момента считывания показаний. Получается, что величина погрешности измерения артериального давления может доходить до 15 мм рт. ст . Это нужно учитывать, перед тем, как принимать медикаменты для нормализации давления.

Для уверенности в показаниях тонометра метрологи и врачи советуют проводить несколько измерений с перерывом между ними не менее 3-5 минут. Примерно за такое время восстанавливается диаметр сечения сосудов, что помогает повысить точность измерений.

С точки зрения электроники кончено тоже могут быть причины увеличения погрешности измерений. За это отвечает датчик давления и микроконтроллер. Реже могут быть проблемы с прошивкой и напряжением питания.

5 место – неисправности электроники тонометра

Перед проведением ремонта тонометра необходимо внимательно осмотреть печатную плату на предмет микротрещин и плохой пайки. Подозрительные места пропаять, а подозрительные радиоэлементы проверить или заменить на аналогичные.

После включения тонометра нужно сразу проверить напряжения питания в контрольных точках на плате или на контактах преобразователей напряжения.

Часто встречается неисправность в виде завышенного потребления от батарей питания . Эта неисправность проявляется в виде малого срока работы от батареек. Чтобы найти элемент платы, который тянет на себя повышенный ток, можно воспользоваться тактильным методом – пощупать все микросхемы , чтобы найти самую нагретую. Такие микросхемы необходимо пропаять или заменить.

Если тонометр на дисплее выдает непонятную ошибку, то с большой вероятностью это тоже проблема электроники. В таком случае нужно изучить принцип работы тонометра и последовательно проверить все элементы схемы.

Иногда случается так, что клинит компрессор тонометра – при включении устройства компрессор даже не дергается и на дисплее выдается ошибка с каким-то номером или общая ошибка. Иногда от заклинивания компрессора тонометра помогает его разборка и проворачивание якоря вокруг оси. Клин компрессора может происходить из-за износа механических деталей или попадания пыли внутрь. При таком варианте необходимо почистить внутренности компрессора и нанести внутрь новую смазку .

Давление крови - важнейший показатель здоровья человека, отклонение от нормы является симптомом заболевания, а превышение - опасно для жизни. Половина людей старше 70 лет страдает от гипертонии, им необходимо регулярно измерять величину артериального давления и вести записи для лечащего врача. Эти действия довольно сложны, поэтому для пожилых родственников рекомендуется приобретать автоматические тонометры. Какие бывают измерители давления, как выбрать самый лучший и не заплатить лишнего, и как правильно измерять этим предметом давление?

Преимущества автоматического тонометра

Механический метод измерения

Метод измерения артериального давления, которым терапевты пользуются вот уже более 100 лет, предложил в 1905 году русский хирург Н.С. Коротков. На руку пациенту доктор надевает надувную манжету и накачивает её резиновой грушей, с укреплённым на ней манометром. Затем врач медленно стравливает воздух, одновременно слушая сердечный ритм стетоскопом. По появлению сердцебиения терапевт определяет систолическое (верхнее), а по его пропаданию - диастолическое (нижнее) давление. Такой механический метод измерения носит имя доктора Короткова, официально утверждён ВОЗ и считается самым точным.

Недостаток механического метода: измерения должен выполнять профессионал с большим опытом. Самостоятельно измерить артериальное давление сфигмоманометром нелегко, тем более пожилым людям. Нужно правильно накачать манжету, аккуратно стравить воздух и вовремя услышать нужные звуки.

Полуавтоматический метод измерения

Чтобы упростить пациентам процедуру, инженеры создали полуавтоматические тонометры. В них есть такая же манжета и ручной насос, только тоны сердца «слушает» не чуткое ухо врача, а электронная схема. Показания обрабатывает компьютер, результаты показывает экран индикатора.

Достоинства полуавтоматического прибора:

• пациент может измерять давление самостоятельно;
• не нужен стетоскоп, человеку не требуется хороший слух;
• нет аналогового манометра, не требуется острое зрение;
• нет электрического воздушного насоса, батареи прослужат долго;
• полуавтоматический прибор стоит дешевле, чем автоматический.

Недостатки полуавтоматического тонометра:

• воздух в манжету нагнетает сам пациент ручной грушей;
• человек может превысить давление или неравномерно стравливать воздух - это влияет на точность измерений;
• пожилым людям, особенно с заболеваниями конечностей, трудно манипулировать насосом.

Для пожилых родственников, нуждающихся в регулярном контроле артериального давления, приобретите автоматический тонометр.

Давление определяет автоматика

Чтобы избавиться от недостатков полуавтоматических тонометров, конструкторы создали однокнопочное устройство. Пациенту нужно только правильно надеть манжету и нажать клавишу. Электроника надует манжету до заданного уровня, стравит воздух, определит сердечные тоны, измерит давление и покажет частоту сердечных сокращений.

Достоинство автоматического тонометра: полностью автоматическое измерение артериального давления и других показателей. Недостаток: высокая цена.

На что обратить внимание, выбирая автоматический тонометр

Размер руки

Прежде чем отправляться в магазин, измерьте длину окружности руки пользователя посредине между локтевым суставом и плечом.

По этому параметру манжеты для тонометров выпускаются следующих основных типоразмеров:

• 18–22 мм (S) - маленькие манжеты, подходят для детей;
• 22–32 мм (M) - манжеты стандартного размера, подходят для большинства пациентов;
• 32–45 мм (L) - большие манжеты, нужны для спортсменов или полных людей;
• 45–52 мм (XL) - очень большие, требуются для людей, страдающих ожирением.

Выбирайте тонометр с манжетой подходящего размера - производитель указывает её параметры в характеристиках.

Внимание! Слишком свободная или тугая манжета исказит измерения.

Если у вас дома тонометром пользуются люди разных комплекций, ищите модели со сменными манжетами, или выберите прибор с универсальной манжетой, 22–45 мм.

Симптомы аритмии

Аритмия, или нарушение сердечного ритма, встречается у 70% людей старше 50 лет. Пропуск такта или внеочередные сокращения сердечной мышцы влияют на точность измерения давления, поэтому автоматический тонометр должен уметь определять аритмию.

Если вам или вашим родственникам больше 50 лет, рекомендуется приобрести тонометр с датчиком аритмии.

Автоматический тонометр, учитывающий возможную аритмию, следит за пульсом пациента и выполняет повторные измерения в моменты стабильного пульса. Если прибор выявил аритмию, на экране прибора появляется мигающий значок в виде сердца.

Если в процессе измерения давления значок аритмии появляется часто - это повод обратиться к врачу.

Журналы измерений и пользователи тонометра

Люди, страдающие отклонениями артериального давления, должны проводить регулярные измерения. Обычно лечащий врач требует вести журнал измерений с указанием времени замеров и величины давления. Выбирайте автоматический тонометр с запоминанием предыдущих измерений.

Если тонометром в семье пользуется более одного человека, например, пожилая пара, выбирайте тонометр с переключением пользователей. В этом случае для каждого человека будет доступен свой журнал измерений.

Тонометр OMROM M6 Family снабжён механическим переключателем пользователей. Этот же рычажок можно использовать для ведения независимых журналов измерений, например, утренних и вечерних.

Некоторые модели тонометров обладают дополнительным,«гостевым» режимом. Если давление пришла померить соседка, её данные не повлияют на статистику постоянных пользователей.

Дисплей и индикация

Чаще всего пользователями тонометра становятся пожилые люди, зрение которых далеко от идеального. Обратите внимание, чтобы цифры на дисплее были большие и контрастные.

Даже полностью автоматический прибор требует от пользователя правильных действий. Помочь проконтролировать положение манжеты и неподвижность руки помогут дополнительные датчики тонометра. Если пациент неверно закрепил манжету или двигался в процессе, электронная схема покажет на экране соответствующий значок и повторит измерения.

Источник сетевого питания

Особенность автоматического тонометра - электрический воздушный насос, потребляющий энергию. Все автоматические тонометры питаются от батареек. Если батарейка разряжена, точность измерения снижается. Половина производимых приборов содержит в комплекте адаптер для питания от сети.

Если прибор будет использоваться больше двух раз в день, если ваши родственники живут далеко и не смогут сами заменить батареи - рекомендуется купить тонометр с дополнительным сетевым источником питания.

Как выбрать автоматический тонометр?

Все автоматические тонометры используют принципы, заложенные ещё доктором Коротковым. Однако метод измерения давления - отличается, его называют осциллометрическим. В пережатой манжетой артерии возникают пульсации крови, которые вызывают изменения давления воздуха в надутой манжете. Электронная схема фиксирует эти изменения и отображает на экране верхнее и нижнее артериальное давление.

Тонометры производят фирмы, специализирующиеся на медицинском оборудовании:

• Японская компания OMRON - занимает 20% российского рынка тонометров, приборы очень надёжные и долговечные, однако их цена выше на 30–50% чем на модели других производителей 2000–7000 рублей.
• Японская компания A&D - владельцы патента на метод осциллометрии, который используется во всех автоматических тонометрах. Устройства компании занимают 20% рынка России, они немного дешевле 1500–5000 рублей.
• Швейцарская фирма Microlife - производит медицинское оборудование для самодиагностики. Тонометры Microlife занимают около 10% рынка в России, они качественные и точные, при этом цены на них существенно ниже (1800–4000 рублей).
• Торговая марка Nissei принадлежит японской компании Nihon Seimitsu Sokki Co., Ltd. Первый в мире электронный прибор для измерения давления произведён компанией в 1978 году. В России компания занимает около 4% рынка, устройства стоят 2000–4000 рублей.
• Немецкая компания Beurer, основанная как семейное предприятие в начале XX века, производит грелки и электроодеяла. Среди продукции фирмы есть и автоматические тонометры (3% рынка России). Цены находятся в пределах 1000–4000 рублей.

Компании выпускают тонометры для крепления на плечо (плечевые) и на запястье (напульсные).

Существуют также приборы - браслеты, а также крепящиеся на палец. Однако всерьёз их рассматривать нельзя - слишком низкая точность.

Видео: как выбрать электронный тонометр

Плечевые тонометры с базовыми функциями

По своей конструкции тонометр с креплением манжеты на плечо напоминает классический сфигмоманометр доктора Короткова. Надувная манжета плотно оборачивается вокруг плеча выше локтевого сгиба и закрепляется «липучкой» велкро. Воздуховод от манжеты подключается к небольшой коробочке с экраном и кнопками.

Плечевой тонометр подходит людям всех возрастов, особенно рекомендован пожилым людям.

Тонометр OMRON M2 Basic измеряет артериальное давление в диапазоне 0–299 мм рт. ст, а также частоту пульса 40–180 уд./мин. Запоминает только последнее измерение. Питается от четырёх батареек ААА (хватает на 300 замеров). Прибор может работать от сетевого адаптера. Встречаются комплектации без адаптера, необходимо уточнить у продавца.Средняя цена - 2000 рублей.

Тонометр A&D UA-888Е стоит 1600 рублей. Измеряет давление в пределах 20–280 мм рт. ст., пульс 40–200 уд./мин. В приборе есть память на 30 измерений, рядом с экраном нарисована цветная шкала оценки давления по метрикам ВОЗ. Питается устройство от четырёх батареек АА, модель с буквой E (эконом) не имеет в комплекте сетевого адаптера.

Простой измеритель артериального давления Microlife BP 3AG1 умеет определять аритмию, схема нечёткой логики учитывает её проявления при измерениях также на экране отображается значок. Для питания тонометра требуются четыре батарейки AA, сетевой адаптер в комплект не входит. В памяти хранится последнее измерение.

Бюджетный тонометр Nissei DS-500 стоит 2300 рублей. Однако он позволяет вести учёт давления для двух пользователей - по 30 значений для каждого. Энергию дают четыре батарейки формата AA или источник сетевого питания. Прибор может определять у пациента аритмию, в этом случае тонометр проводит несколько измерений и вычисляет среднее значение.

Всего за 1400 рублей компания Beurer предлагает модель Beurer BM16. Лёгкая в управлении серебристая коробочка измеряет давление с учётом выявленной аритмии, а также и пульс, отображая цифры на большом ЖК-экране. Диапазон измерения давления 0–299 мм рт. ст - подойдёт даже при тяжёлой артериальной гипертензии. Прибор предназначен для совместного использования, для каждого из двух пациентов в нём хранится до 50 значений измеренного давления. Питается устройство от четырёх батареек АА, в целях экономии адаптер питания не приложен.

Запястные тонометры

Тонометры, которые для измерения помещаются на запястье, называются запястными. В отличие от плечевых, давление измеряют на лучевой артерии, там же где обычно проверяют пульс. Отсюда второе название - напульсные. По конструкции запястные тонометры похожи на огромные часы, надеваемые на руку. Питание от внешнего источника у них не предусмотрено.

Напульсные тонометры подходят не всем. Максимальный возраст пациентов не должен превышать 40 лет.

С возрастом стенки сосудов становятся плотнее, а тоны Короткова - менее различимы. Поэтому измерять давление у людей старше 40 лет надо только на плече. Производители каждый год рассказывают об очередной «революции» в измерении давления на запястье, а практика по-прежнему показывает полную непригодность результатов измерений в период поздней взрослости и старше.

Тем не менее у всех производителей есть модели напульсных тонометров. Они компактны и удобны в использовании.

Тонометр Omron R1 имеет манжету размером 14–22 см, питается от двух батареек ААА, помнит последнее измерение. Технология IntelliSense позволяет быстро измерить давление за один цикл без первичной накачки воздуха в манжету. Стоит прибор 1600 рублей.

Запястный измеритель A&D UB-202 очень похож плечевую модель UA-888, только коробочка приспособлена для руки и весит 100 г вместо 265 г. Размер манжеты 13,5–21,5 см. Прибор обладает памятью на 90 измерений, определяет аритмию и рассчитывает среднее значение по трём отсчётам. Питается от трёх батареек ААА.

Маленький и лёгкий тонометр Microlife BP W100 (130 г с батареями) совмещает в одном корпусе не только измеритель давления, но и часы с календарём и двумя будильниками. Производитель рекомендует его для спортсменов и путешественников. Прибор питается от двух батарей ААА и запоминает до 200 измерений. За такой комбайн придётся заплатить 2600 рублей.

В модельном ряду тонометров компании Nissei есть и напульсный прибор, не уступающий плечевым моделям. В небольшом корпусе весом 110 г помещается интеллектуальная система, определяющая давление с учётом возможной аритмии, четырёхстрочный дисплей и два отдельных блока памяти по 30 ячеек каждая. Производитель заявляет об особой форме манжеты, M-Cuff, помогающей повысить точность замеров. Цена тонометра - 2100 рублей.

Изящная коробочка Beurer BC31 размером с кредитную карту (84х62 мм, весом 112 г без батарей), закрепляемая на руке, измеряет давление и пульс в широком диапазоне и сохраняет замеры в 60 ячейках памяти. Подходит для рук диаметром 14–19,5 см. Питание - две батарейки ААА. Стоимость тонометра -1500 рублей.

Тонометры с усовершенствованными технологиями измерения давления

Благодаря встроенному микропроцессору тонометр превращается в диагностическую станцию. У дорогих моделей увеличена память и количество пользователей, есть USB-интерфейс для подключения к персональному компьютеру - пациент или лечащий врач могут строить красивые графики, показывающие состояние здоровья. Однако за эти удобства приходится платить больше.

Тонометр OMRON M10-IT поставляется с жёсткой универсальной манжетой для рук размером 22–42 см. Обладает памятью на 84 ячейки для двух пользователей и гостевым режимом. Прибор рассчитывает средние значения давления (утро, день, вечер), может подключаться к компьютеру (в комплекте - программа Health Management). Стоит прибор 9000 рублей.

Для повышения точности измерений тонометр Nissei DS-700 проверяет давление дважды - первый раз осциллометрическим методом, второй раз по методу Короткова, сравнивает результаты и показывает наиболее достоверный. Стоит прибор 4000 рублей.

Необычный тонометр Beurer BM65 с виду напоминает сказочное зеркало, которое говорит своему владельцу только правду. Прибором могут пользоваться до 10 человек (30 ячеек для каждого). Большой экран с подсветкой показывает давление, пульс, время и дату. Есть возможность подключить тонометр к компьютеру через USB. Цена устройства составляет 4700 рублей.

Рейтинг тонометров и отзывы владельцев

Так как плечевой и запястный тонометры предназначены для разных категорий пользователей, рейтинги популярности тонометров и отзывы о них также приведены отдельно.

Таблица: рейтинг плечевых тонометров

Отзывы пользователей о плечевых тонометрах

Приобрёл тонометр OMRON M2 Basic. Достоинства: точность, качество, цена. Недостатки: Не выявлено. Комментарий: Если Вам или Вашим родственникам нужна удобная модель тонометра для измерения давления без заморочек - то это самый лучший вариант. Подарил такой и тёще и своим родителям, все довольны. Мама не верила сначала ему, но проверила с механическим тонометром и убедилась в точности. У меня этого производителя уже 4 года ингалятор, полет нормальный. Качество отменное, Япония все же! В общем, все, что касается ОМРОН брать можно, проверено на многодетной семье))))

Гапуленко Андрей

https://market.yandex.ru/product/13963021/reviews?hid=90539&track=tabs

О тонометре A&DUA-888. Достоинства: всё на русском, цветная шкала. Недостатки: пока нет. Комментарий: маленький с большими цифрами, индикатор аритмии, инструкция вся на русском.

Егоров Виктор

https://market.yandex.ru/product/13959617/reviews?hid=90539&track=tabs

Тонометр автоматический A&D Medical UA-777 - Качественная нужная вещь в доме. Достоинства: автоматический, удобная манжета, показывает пульс. Недостатки: не обнаружено. Этот тонометр подарила мне мама. Себе купила, и мне, . к. у моего мужа давление высокое, у меня бывает низкое, но мерить давление лень, ручным слушать не умею, покупать в столь юном возрасте прибор сама не желала категорически, поэтому мне принудительно подарили:) Тонометр оказался очень прост в использовании, автоматический. Может работать от сети или от батареек АА. Фирма надёжная, гарантия 10 лет. Измеряет давление достаточно точно, если соблюдать условия (правильно одеть, не говорить и пр.) Если мерить несколько раз подряд, то результат совпадает с минимальной погрешностью на единички.

http://otzovik.com/review_317841.html

Тонометр Omron M3 Expert - Отличный тонометр! измерит любое давление.Достоинства: удобный, измеряет любое давление, да и вообще много плюсов. Недостатки: нет. Пользуемся именно этим тонометром OMRON M3 Expert уже более 5-ти лет. Подходили к выбору тонометра очень тщательно, долго выбирали, но в магазине медицинской техники нам подсказали, что этот будет один из лучших тонометров. Нам очень важно было, чтобы этот аппарат улавливал различные колебания сердца,поскольку у нас в семье у нескольких человек аритмия. И не каждый тонометр может измерить у нас давление и пульс. А этот очень чувствителен и меряет отлично! И погрешность у него всего +-3мм рт. ст., это очень мало. В функциях есть звук, который отключается и включается. Он пикает при измерении давления в такт вашему пульсу и вы можете сразу понять какой пульс большой или нет. Если это вам это не нужно, то просто отключаете звук.

http://otzovik.com/review_885751.html

Очень мне помогает тонометр фирмы Microlife BPA100 PLUS. Он у меня уже третий. Ему предшествовал тонометр на запястье. Не скажу, что он был очень точен, но позволял определиться, когда было не по себе, что делать. Увы, ни что не вечно. Купил новый и выбор мой пал на Microlife BPA100 PLUS, мой первый был на него похож. Хорошая точность измерения. Установка времени, числа, месяца и года. Библиотека предыдущих измерений. Хороший дизайн и удобное пользование. Питания от батареек АА хватает надолго. И главное имеется показатель аритмии. Правда, врачи к этой функции тонометров относятся с улыбкой. Я не пожалел, что купил!

http://irecommend.ru/content/utro-nachinaetsya-ne-s-kofe

Тонометр Omron M6 Comfort - Лучший тонометр. Достоинства: точный, удобный. Недостатки: не обнаружено. Тонометр для своего папы, у которого стало подниматься артериальное давление, я выбирала очень скрупулёзно. Сначала я смотрела их в аптеках. Потом читала отзывы о тонометрах в интернете. И поняла, что большинство людей хвалят именно тонометры фирмы Omron. Из всех моделей этой японской фирмы мне больше всего понравился именно М6. Я посчитала его самым удобным, так как он подойдёт не только для пожилых людей, но и для среднего возраста и даже молодых благодаря удобной манжете. У этого тонометра много функций, измеряет он очень точно, практически без погрешности. Я сама перепроверяла несколько раз цифры артериального давления у отца с помощью более точного механического тонометра, и цифры АД всегда совпадали. У этого тонометра очень большая память на 90 измерений, причём сохраняется не только дата, но и время измерения. Он точно фиксирует аритмию, даже когда папа может изменить положение тела. В общем, тонометр отличный, очень точный и удобный. Наша семья им довольна.

Любовная любовь

http://otzovik.com/review_158313.html

Таблица: рейтинг хороших запястных тонометров

Отзывы о пользовании запястными тонометрами

Тонометр на запястье Omron R2 -Компактный, удобный, но … неточный. Достоинства: Компактный, удобный в использовании. Недостатки: Неточный. Этот тонометр является одним из моих самых … нелюбимых. Почему? Внешне он вроде бы совсем неплох. Одевается на запястье, никаких шнурков и крупноразмерных блоков. Довольно удобное и компактное, казалось бы, приобретение. На этом плюсы, к слову сказать, не заканчиваются.Техника эта очень умная. В ней имеются индикатор аритмии, индикатор повышенного артериального давления, а также память на предыдущие измерения (на 30 измерений). Это то что касается плюсов, а теперь о минусах: тонометр предназначен для людей до 45 лет. Часто ли люди до 45 лет покупают тонометры? По личному опыту знаю, что нет. тонометр не предназначен для полных людей. Так что мой вывод такой: чехол, компактность, удобство - это, конечно, здорово, но не стоит забывать и о самом важном - точности измерения!

http://otzovik.com/review_322875.html

Автоматический тонометр на запястье AND UB-201 - Хороший тонометр, но не для пожилых людей. Достоинства: удобный, легкий, компактный, точность измерения хорошая. Недостатки: Для людей не старше 35–40 лет. Этот тонометр AND UB-201 у меня уже давно. - лет 6 точно. Он компактный, легкий и прост в использовании. Никаких наворотов. Надеваешь на запястье, нажимаешь кнопочку и ждешь. НО… Есть одно НО. Только около года назад я узнала из программы «Здоровье», что такой тип тонометров (на запястье) подходит только молодым людям до 35–40 лет. Его значения будут правдивыми в этом случае и то, не 100% для всех. Обусловлено это тем, что данный тонометр измеряет давление не в вене (как классические),а в небольших кровеносных сосудах. А как правило мелкие сосуды с возрастом начинают забиваться холестерином, теряется эластичность и т. п. Годам к35, максимум к 40 уже у всех нас состояние сосудов как правило не идеально. В общем в следствии этого давление в этих сосудах не будет соответствовать реальному давлению. Если вы молоды, но есть какие-то серьезные заболевания мелких сосудов,то скорее всего он тоже не подойдет. Лучше проконсультироваться с врачом наверное. Так что имейте ввиду этот фактор при выборе тонометра. Бабулям и дедулям он точно не подходит, будет врать!

http://otzovik.com/review_999288.html

Тонометр Microlife BP W100 - Неоправдал ожиданий. Достоинства: Компактный, прост в применении, пластиковый футляр для хранения, работает от батареек, память на 200 измерений. Недостатки: Неточность измерений, высокая цена. Тонометр каждый раз показывает совершенно разное давление при измерении, и уже не знаешь даже, какое среднее вывести из всех показаний… Потом, надо около 10 минут находиться в полном покое, не разговаривать, не ходить перед измерением, а это нереально сделать в условиях работы или на улице. Руку при измерении надо держать либо под определённым углом на поверхности (на уровне сердца), либо левую руку класть на правое плечо и держать её максимально расслабленно, тело тоже должно быть расслабленно и никаких малейших движений, резких вздохов и т. д. Как понятно из вышеизложенного, вне дома этот тонометр абсолютно бесполезен, да и дома он мне не нужен,т. к. у меня есть надёжный прибор, и нет необходимости использовать запястный. В заключении могу сказать только то,что я, к сожалению, не могу рекомендовать запястный тонометр Microlife BP W100 к покупке.

абрикосик1992

http://otzovik.com/review_2369305.html

Тонометр на запястье B.Well WA-88 - Не впечатлил. Достоинства: Автоматический, компактный, большой дисплей, к цифрам приглядываться не надо. Недостатки: через год стал врать. Для меня необычно само то, что тонометр надо одевать на запястье, а не плечо и мерять артериальное давление там. Причем согласно инструкции и рекомендации на манжете тонометра руку надо держать не абы как, а как раз на уровне сердца.Честно скажу, что я на давление не жалуюсь, не контролирую его, пока мне такой прибор не актуален, но решила проверить на себе этот чудо-агрегат. Сделала себе три измерения, не поверила, на следующий день сделала еще пару подходов, опять ерунда. Померила обычным тонометром по старинке, совершенно другая картина. Глядя на результаты замеров, у меня возникла ассоциация с анекдотом про лося, который бежал на водопой и не заметил, что его подстрелили, а у реки, пока пил воду думал: «Странно, вроде пью, а мне все хуже и хуже». Таки я глядя на эти цифры, думала то ли мне в космос пора, то ли скорую вызывать. Померяла обычным тонометром - 120 на 90, согласитесь, цифры отличаются от автоматического тонометра и, я больше доверяю старому проверенному методу.

http://otzovik.com/review_676838.html

Портативный тонометр Nissei WS-820 - Хорошая модель но есть дешевле. Достоинства:Память на две шкалы давления, жёсткий чехол удобный для транспортировки прибора, часы. Недостатки: Для прибора этого класса немного дорого стоит. Портативный тонометр Nissei WS-820. Я гипертоник со стажем. И до приобретения данной модели тонометра я пользовался тонометром UB-201 японской фирмы AND и был совершенно счастлив. Ибо за компактными моделями тонометров будущее, ими можно пользоваться в дороге, на работе, и они не занимают много места. Так вот, модель WS-820 от фирмы Nissei от предыдущего отличается тем, что он производит замер давления только в момент понижения давления в манжете в отличие от прибора AND который производит замер при накачке манжеты, что не хорошо, так как это дополнительно расходует энергию, но плюсом данной модели является твёрдый чехол и две памяти значений давления, что позволяет пользоваться им вдвоем а также часы что удобно всегда можно определить время. Так что данная модель дороговата можно найти дешевле и также японской фирмы.

http://otzovik.com/review_113498.html

Как правильно пользоваться тонометром

Артериальное давление разное в течение дня и зависит от многих факторов. Чтобы тонометр показал верное значение, к измерению необходимо подготовиться.

Внимание! Все бытовые тонометры предназначены только для оценки состояния здоровья. Не занимайтесь самолечением. Поставить точный диагноз и назначить процедуры может только врач.

1. Измеряйте давление в одно и то же время, например, утром. При длительном контроле хорошее время для второго измерения - вечер. Перед процедурой посетите туалет.
2. Перед измерением нельзя курить, пить кофе или лекарства от давления. После пробежки или подъёма по лестнице давление будет повышенным. Отдохните не меньше 15 минут после небольших физических нагрузок, и в течение часа после занятий спортом.
3. Сядьте, примите удобную позу, спокойно посидите около пяти минут. В комнате должна быть нормальная, комфортная температура. Холод сузит сосуды, давление повысится.
4. Закрепите манжету на нерабочей руке (левая для правшей) так, чтобы край манжеты располагался на 2–3 см выше локтевого сустава. Манжета должна подходить по размеру, сидеть плотно, но не туго. Манжету нельзя накладывать поверх одежды.
5. Положите руку на стол так, чтобы середина манжеты была напротив сердца. При измерении рука должна быть расслаблена. При напряжении давление повысится.
6. Включите автоматический тонометр и подождите результатов. В процессе измерений нельзя разговаривать - значения будут искажены.
7. Если вы считаете, что измерение следует повторить, нельзя делать это сразу. Отклонение будет значительным. Подождите десять минут и повторите процедуру. Некоторые тонометры имеют функцию автоматического определения средней величины давления. Такой прибор самостоятельно повторит замер через несколько секунд и отобразит среднее значение.

Видео: как правильно измерять артериальное давление в домашних условиях

Почему автоматический тонометр показывает разные результаты?

Артериальное давление меняется на протяжении времени, поэтому даже последовательные измерения могут давать разные результаты. Кроме того, на измерения влияют ошибки пользователей.

Таблица: возможные ошибки пользователей при измерении давления и последствия

Видео: точны ли тонометры

Почему барахлит тонометр

Иногда тонометр вовсе не показывает результаты измерений, иногда вместо цифр на экране изображены различные символы. Для этого могут быть разные причины. Так как конструкции у всех тонометров - разные, универсального ответа нет - сверьтесь с инструкцией по пользованию вашим прибором.

Тонометр не работает

Проверьте элементы питания и правильность их установки. Если батареи разряжены - прибор не включится. Замените батареи на свежие, соблюдая полярность подключения.

Если после замены батарей тонометр не работает, рекомендуется обратиться в сервис.

Тонометр показывает символы вместо цифр

Если на экране тонометра вместо цифр показаны символы, это значит, что измерения проводятся неправильно. Расшифровка символов зависит от производителя, изучите инструкцию к прибору.

Таблица: примеры символов на экране тонометра OMRON

Неверные значения и прочие трудности

Тонометр - медицинский прибор, который помогает вам следить за здоровьем и своевременно предупреждать о проблемах. К выбору этого устройства следует подойти ответственно: пройти мимо дешёвых китайских поделок и модных веяний вроде измерения давления в смартфоне, и взять надёжный аппарат от известной фирмы. При выборе тонометра нужно учесть возраст пациента и его диагнозы. К измерению давления необходимо подготовиться, и соблюдать простые правила в процессе. Будьте здоровы!